NMR에서 말하는 공명이라는 것은 무엇인가요?

Question

안녕하세요. 흔히 화학에서는 공명이라는 용어를 루이스 분자 구조를 그렸을 때 파이 결합을 이동시켜서 서로 다른 구조를 이루었을 때 공명이라는 단어를 사용하는데요. NMR에서 말하는 공명은 무엇을 의미하나요?

Answer 1

네, 말씀하신 것처럼 화학에서 흔히 사용하는 '공명'이라는 용어는 루이스 구조에서 파이 전자가 이동하면서 여러 공명 구조로 분자를 나타낼 수 있다는 의미로 쓰이는데요 하지만 NMR에서 말하는 공명은 이와는 전혀 다른 개념입니다.

NMR에서 관찰하는 대상은 주로 ¹H(양성자), ¹³C 등과 같은 핵인데요, 이때 이 핵들은 스핀이라는 자기적 성질을 가지고 있어, 외부 자기장(B₀)에 놓이면 스핀 방향이 자기장과 평행할 경우 저에너지 상태로 또는 반평행할 경우는 고에너지 상태로 정렬됩니다. 핵이 자기장에 놓여 있을 때, 라디오파(RF) 에너지를 흡수하면 스핀 상태가 저에너지에서 고에너지 상태로 전이할 수 있는데요 이때 핵이 특정 주파수의 전자기파를 흡수하는 현상을 바로 공명이라고 하는 것입니다. 즉, NMR에서 말하는 공명은 핵이 외부 자기장과 특정 주파수의 전자기파 에너지 조건에서 에너지를 흡수하여 스핀 상태가 전이되는 상태를 의미합니다. 감사합니다.